Biotexnologiya

2.1. Uskunaning tavsifi va qo‘llanilish sohalari
Kimyo sanoatlarida va biologik abektlardan (o’simliklar, xayvon chiqindilari va mikroorganizmlardan) qattiq katalizator ishtirokidagi gazli reakstiyalar keng tarqalgan. Masalan, metan konversiyasi va uglerod monooksidi, ammiak sintezi va uni azot monooksidigacha oksidlash kabi katalitik reakstiyalarsiz azotli o’g’itlar ishlab chiqarib bo’lmas edi. Ҳozirgi kunda, fosforli o’g’itlar ishlab chiqarishda qo’llaniladigan sulfat kislotani faqat kontakt usuli bilan olinadi. Bunday jarayonlarga neft kimyosi va organik maҳsulotlar ishlab chiqarishda – neft maҳsulotlarini katalitik kreking va riforming, metanol, spirt va uglevodorodlarni sintez qilish kabilar misol bo’la oladi. Bu jarayonlarni amalga oshiruvchi reaktorlar odatda kontakli qurilmalar yoki sintez kolonnalari deb nomlanadi.
Ko’pchilik ҳollarda bir nechta qo’zg’almas katalizator qatlamli qurilmalar qo’llaniladi. Katalizator granula , tabletka yoki boshqa shaklda bo’lishi mumkin. Undan tashqari, mavҳum qaynash yoki ҳarakatchan (tukiluvchan) qatlamli reaktorlar ҳam ishlatiladi. Chunonchi, ammiakni oksidlash jarayoni platina (radiy, iridiy faollashtiruvchi qo’shimcha) simidan to’qilgan bir necha qatorli katalizator turlarida o’tqaziladi. Ma’lumki, reakstiyalar davrida issiqlik ajralib chiqadi. Reaktorda zarur temperaturani ushlab turish uchun ma’lum miqdorda issiqlik ajratib olish kerak. Buning uchun qurilmaga sovuq gaz o’zatiladi yoki suv purkaladi, yoki issiqlik almashinish moslamasi o’rnatiladi. Ko’pincha bu moslamalar reaktorning katalizator qatlamlari orasidagi bo’shliqqa o’rnatiladi. Agar, issiqlik miqdori juda katta bo’lsa, issiqlik almashinish moslamasi reaktor tashqarisiga olib chiqiladi.

Albatta, issiqlik almashinish moslamasi bevosita katalizator qatlami o’rtasiga joylashtirilsa, eng yaxshi, bir tekis, optimal temperatura rejimiga erishsa bo’ladi.

Reaktor qobig’i va uning elementlari konstrukstiyalari reakstiya kechish bosimiga katta bog’liq. Past bosimli reaktorlar (kontaktli qurilmalar, konveyerlar) nisbatan devori qalin bo’lmagan stilindrik qobiqlardan tayyorlanadi va unga teshikli panjaralar maҳkamlanadi.

Reagentlarni kirish va chiqish shtusterlari odatda qobiq yon tomoniga payvandlanadi. Yuqori bosimli (10-100 MPa) reaktorlar yaxlit-kovanыy, kovano-payvandlangan yoki ko’p qatlamli payvandlangan stilindrik (22X3M po’lat) qobiqli bo’lishi mumkin va ogir, tekis qopqoqlar bilan yopiladi (5.19-rasm).

Qurilma ichki diametri, bosimi va temperaturasiga qarab yassi metall qistirmali, ikkita konus obtyuratorli va delta shaklidagi obtyuratorli zatvorlar qo’llash tavsiya etiladi (5.19a-rasm). Zatvorlar uchun kuchlanishni va konstruktiv o’lchamlarini ҳisoblash usuli standartlarda keltirilgan.

Bu qurilmada reagentlar faqat ajraluvchan qopqoq orqali kiritiladi va chiqariladi. Qobiq yon tomoniga kamdan-kam ҳollarda shtusterlar o’rnatiladi. Ushbu reaktorlar asosan ammiak va metanol sintezi uchun ishlatiladi. Odatda, reakstiya katalizator idishida ro’y beradi va qobiq bilan idish orasida ma’lum tirqish bo’ladi. Ushbu tirqishda sovuq sintez gazi ҳarakatlanib qobiq va katalizator idishini sovo’tadi. Oqibatda temperatura kuchlanishlari bartaraf qilinadi. Qobiq va idish o’ta qizishdan saqlanadi. Yirik va katta sintez kolonnalarini yaratish payvandlash texnikasining rivojlanishi bilan bog’liqdir, ya’ni qalin devor va detallarni elektr-shlakli payvandlash imkoniyatlari bilan.